智能變電站繼電保護風險點分析

賈 磊

（國網湖北省電力有限公司檢修公司，湖北 武漢 430050）

0 引 言

近年來，大量智能變電站投入運行，而新技術的應用給繼電保護帶來了一些新風險。只有分析智能變電站繼電保護的風險點，才能知道可能導致繼電保護失效的原因與途徑，進而針對重要風險點進行關鍵點把控，保障智能變電站繼電保護安全可靠運行。

1 繼電保護信息傳遞模式

智能變電站的采樣模式與傳統站有所不同，采自電壓/電流互感器的電壓電流模擬量經由合并單元被轉化為數字量，通過光纜以SV報文的形式傳遞給保護裝置和交換機（部分設備通過交換機獲取采樣值）[1-2]。采樣值不再通過電纜直采，故需要進行同步，還需要依靠外部時鐘實行同步對時。

以往的開入開出量以GOOSE報文的形式在交換機、保護裝置與智能終端之間互相傳遞。保護裝置的跳閘指令不再直接跳開開關，而是先將GOOSE跳閘指令發給智能終端，在智能終端出口壓板投入的情況下再跳開開關。

智能站相較于傳統變電站而言，繼電保護的運行模式、通信模式以及動作方式等方面都發生了巨大改變，簡單概括有以下幾點[3]。

（1）裝置間通過網絡傳遞信息。光纜取代電纜成為信息傳遞的主要載體。大部分的信息通過交換機直接傳遞，相較于傳統站，更依賴網絡的穩定性與可靠性。

（2）數字量取代模擬量。以往電纜傳遞的模擬量，現除了部分500 kV的保護設備仍然使用模擬量，大部分保護都采用經由合并單元的數字量。智能站中各IED相較于傳統站增加了數字解碼、信號濾波等功能。

（3）全站統一標準建模。為了實現數據的實時共享，全站數字化信息采用統一的IEC-61850-2標準建模。

（4）部分硬壓板被軟壓板取代。為了實現智能化要求，原有的一部分硬壓板被發送發出軟壓板取代，僅保留了出口硬壓板（位于智能終端上）和各設備上的檢修壓板。

2 站內信息交互途徑

智能站內繼電保護信息進行交互主要通過以下途徑實現[4]。

（1）信息通過光纖在交互機與保護裝置間傳遞。光纖連線的唯一性與交換機的正確配置保證了數據傳遞的準確性。

（2）站內SV/GOOSE的連接全部由SCD文件定義。SCD文件內配置了各信息的接收方與發送方。

（3）軟壓板與控制字限制了保護內信息的傳遞。當GOOSE發送/接收壓板被投入，GOOSE報文才會被發送/接收；當SV接收壓板被投入，裝置才能獲得采樣值。

（4）檢修壓板的存在給信息的傳遞設置了一道“閘門”，只有同樣投入檢修壓板的設備，才能互相交互信息。

（5）裝置需要檢測報文的有效性（如是否數據同步等）后，才會應用報文。

信息交互途徑的可靠性決定了繼電保護的可靠性。以上幾點存在任何問題，都有可能導致繼電保護失效，因此需要從中間分析可能存在的風險點。

3 智能變電站繼電保護風險點

對站內信息交互途徑中可能存在導致繼電保護出現運行失效的原因進行分析[5]。

（1）網絡接線問題、配置問題與通信問題，均可能導致繼電保護失效。具體存在以下風險點：光纖接線錯誤、光纖損耗過大、網卡故障、遭遇網絡風暴、交換機轉發速率低于鏡像速率。

（2）SCD中定義的虛端子可能存在定義錯誤或接線錯誤，而錯誤的虛端子接線有可能導致保護不動作或者誤動作，危害極大。但是，SCD文件由廠家配置，配置存在問題的情況也頻有發生。具體存在以下風險點：SCD文件通信配置參數出錯、裝置的單網或雙網模式設置錯誤、虛端子的模型版本出錯、虛端子連接錯誤、虛端子虛接漏接、舊虛端子連接誤修改、SCD文件改動前后內容定義錯誤以及技術人員模型定義錯誤。

（3）軟壓板不像硬壓板有明顯可見的開斷點，運維人員投退壓板時存在漏投甚至錯投的情況。此外，由于對智能站的不熟悉，存在沒有投入/恢復檢修壓板的情況，造成保護誤動作或者不動作。基于檢修壓板與接收/發送軟壓板相互配合的隔離措施，存在形成漏隔離或者誤隔離的可能性，會造成信息交互失敗或者接收不必要信息。具體存在以下風險：軟壓板投退錯誤、壓板下裝錯誤、忽略定值修改確認信息、安措恢復時遺漏檢修壓板、調試后未恢復壓板、軟壓板功能失效、檢修壓板節點故障以及壓板狀態未及時上傳。

（4）“報文有效性判斷”這一功能由軟件實現，需要使用報文品質信息針對報文有效性進行判斷。該功能的準確性取決于此前測試的嚴密性。具體存在以下風險點：裝置“報文有效性判斷”功能失效。

（5）針對智能站的技術特點，信息的一些特性也會對繼電保護產生風險。具體存在以下風險點：采樣板件故障、采樣通道失效、同步對時錯誤或者失去對時源、守時原理有誤、合并單元失步時間大于守時時間、合并單元的額定延時誤差較大、交換機的延時誤差較大以及報文的同步標志位的狀態不能動態反映報文的同步狀態。

4 結 論

對智能變電站繼電保護信息傳遞模式進行研究，分析智能變電站站內信息交互途徑，闡述途徑內存在的風險點。分析所得危險點涵蓋面廣，針對智能變電站繼電保護各個方面，專業性強，因此運檢人員需針對重要風險點進行關鍵點把控，從而提高繼電保護運行可靠性，保障電網安全可靠運行。